Метаболизм углеводов

1. Метаболизм углеводов

МЕТАБОЛИЗМ
УГЛЕВОДОВ

2.

Поли- и олигосахариды в желудочнокишечном тракте под действием
гликозидаз (гидролитические ферменты:
α-, β- и -амилазы, мальтаза, инулиназа,
сахараза, лактаза и др.) расщепляются до
моносахаридов и всасываются в кровь.

3.

Основными путями внутриклеточного
метаболизма углеводов являются:
гликолиз ;
пентозомонофосфатный путь;
гликогенолиз;
глюконеогенез;
гликогеногенез.

4.

гексокиназа
глюкоза + АТФ
глюкозо-6-Ф + АДФ
CH2O PO3H2
PO
H
CH
CH22O
O~PO
3H32 2
O
HO
OH
+
O
OH
OH
CH2O
CH
. +
НАДФ НАДФН
Н
НАДФ+ НАДФН Н
HO
HO
OH
. +
OH
OH
глюкозо-6-фосфат
OH
OH

5.

ГЛИКОЛИЗ –
дихотомический путь
катаболизма глюкозы
Локализация процесса –
цитоплазма.

6.

Гликолиз – последовательность реакций
окисления глюкозы в результате которых:
в анаэробных условиях образуется
молочная кислота (лактат);
в аэробных – пировиноградная кислот
(пируват).

7.

ГЛИКОЛИЗ в анаэробных условиях (11 реакций)
С6Н12О6 + 2 АДФ + 2 Н3РО4
глюкоза
2 СН3СНОНСООН + 2АТФ + 2Н2О
лактат
ГЛИКОЛИЗ в аэробных условиях (10 реакций)
С6Н12О6 + 2 АДФ + 2 Н3РО4 + 2НАД+
глюкоза
2 СН3СОСООН + 2АТФ + 2Н2О + 2НАДН.Н+
пируват

8.

СТАДИИ ГЛИКОЛИЗА
Подготовительная стадия
(стадия активации глюкозы):
– 5 реакций;
– 1 молекула гексозы (глюкозы) расщепляется на 2 молекулы
фосфотриоз (глицеральдегидфосфата)
Стадия генерации АТФ:
– 6 (5) реакций;
– энергия окислительных реакций трансформируется в
химическую энергию АТФ (в реакциях субстратного
фосфорилирования)

9.

Подготовительная стадия гликолиза
1. Необратимая реакция фосфорилирования глюкозы:
Фермент: гексокиназа
Mg2+
глюкоза + АТФ
глюкозо-6-Ф + АДФ
Активаторы: АДФ, Н3РО4
Ингибиторы: глюкозо-6-Ф, фосфоенолпируват

10.

2. Обратимая реакция изомеризации глюкозо6-фосфата:
Фермент: глюкозо-6-фосфатизомераза
Mg2+
глюкозо-6-Ф
фруктозо-6-Ф

11.

3. Необратимая реакция фосфорилирования фруктозо6-фосфата (ключевая стадия гликолиза):
Фермент: фосфофруктокиназа
Mg2+
фруктозо-6-Ф + АТФ
фруктозо-1,6-диФ + АДФ
Активаторы: АДФ, АМФ, Н3РО4
Ингибиторы: АТФ, НАДН

12.

4. Обратимая реакция дихотомического расщепления
фруктозо-1,6-дифосфата:
Фермент: альдолаза

13.

5. 5.
Обратимая
реакция
изомеризации
Обратимая
реакция
изомеризациидигидрокси-ацетона-3дигидроксиацетона-3-фосф
глицероальдегид-3-фосфат
фосфата
в глицероальдегид-3-фосфат
Фермент:
триозофосфатизомераза
Фермент:
триозофосфатизомераза
H
CH2OPO3H2
C
O
CH2OH
дигидроксиацетон-3-Ф
O
C
H
C
OH
CH2OPO3H2
глицероальдегид-3-Ф

14. Стадия генерации АТФ

6. Окисление глицеральдегид-3-фосфата до 1,3-дифосфоглицерата
(реакция гликолитической оксиредукции)
Фермент: глицеральдегид-3-фосфат-дегидрогеназа
O
H
C
H
OH
H3PO4
+
+
НАД+
CH2OPO3H2
глицероальдегид-3-фосфат
O
C
H
O ~ POPO
3H23 H2
OH
CH2OPO3H2
1,3-дифосфоглицерат
+
НАДH + H+

15.

7. Субстратное фосфорилирование АДФ
Фермент: фосфоглицераткиназа
O
C
H
COOH
O ~ POPO
3H32H2
OH
+
CH2OPO3H2
1,3-дифосфоглицерат
АДФ
H
OH
CH2OPO3H2
3-фосфоглицерат
+
АTФ

16.

8. Реакция изомеризации 3-фосфоглицерата
в 2-фосфоглицерат
COOH
COOH
H
OH
CH2OPO3H2
3-фосфоглицерат
H
OPO3H2
CH2OH
2-фосфоглицерат

17.

9. Реакция енолизации
Фермент: енолаза
еакция енолизации
рмент: енолаза
COOH
CH2OH
H
OPO
~PO
3H32H2
OPO3H2
CH2
CH2OH
фосфоенолпируват
2-фосфоглицерат
Реакция субстратного фосфорилирования
рмент: пируваткиназа
COOH
CH2OH
2+
+
H2O

18.

H
+
OPO3H2
OPO3H2
H2O
CH2
CH2OH
фосфоенолпируват
2-фосфоглицерат
10. Реакция субстратного фосфорилирования
Фермент: пируваткиназа
10. Реакция субстратного фосфорилирования
Фермент: пируваткиназа
COOH
CH2OH
~ PO
OPO
3H32H2 + АДФ
CH2
фосфоенолпируват
Mg2+
O
CH3
пируват
+
АТФ+
АТФ

19.

11. Реакция обратимого восстановления
пировиноградной кислоты до молочной кислоты (в
анаэробных условиях)
11. Реакция
обратимого
восстановления пировиноградной кислот
Фермент:
лактатдегидрогеназа
молочной кислоты ( в анаэробных условиях)
Фермент: лактатдегидрогеназа
COOH
O
CH3
пируват
COOH
+ НАДН + Н+
H
OH
CH3
лактат
+
НАД+

20. Энергетический баланс гликолиза

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ БАЛАНС ГЛИКОЛИЗА
В анаэробных условиях
Расход АТФ:
в подготовительной стадии гликолиза затрачивается 2
молекулы АТФ на фосфорилирование глюкозы и
фруктозо-6 фосфата.
Образование АТФ:
4 молекулы АТФ образуется в реакциях субстратного
фосфорилирования в процессе окисления двух
молекул фосфотриоз
Суммарно – 2 молекулы АТФ.

21.

В аэробных условиях
Расход АТФ:
в подготовительной стадии гликолиза затрачивается 2
молекулы АТФ на фосфорилирование глюкозы и фруктозо6 фосфата.
Образование АТФ:
4 молекулы АТФ образуется в реакциях субстратного
фосфорилирования в процессе окисления двух молекул
фосфотриоз,
6 молекул АТФ образуется в ходе окислительного
фосфорилирования (при передаче е- в дыхательную цепь
митохондрий от НАДН).
Суммарно – 8 молекул АТФ.

22.

Необратимые реакции гликолиза:
Образование глюкозо -6-фосфата. Фермент:
гексокиназа.
Образование фруктозо-1,6-дифосфата.
Фермент: фосфофруктокиназа.
Образование пирувата из фосфоенолпирувата.
Фермент: пируваткиназа.
Механизм регуляции активности ферментов –
аллостерический.

23. ГЛИКОГЕНОЛИЗ

Гликогенолиз – расщепление гликогена по
дихотомическому (гликолитическому) пути.
Внутриклеточное расщепление гликогена происходит
путем фосфоролиза, в результате которого образуется
глюкозо-1-фосфат.

24.

Гликогенолиз – расщепление гликогена по гликолитиче
(дихотомическому) пути окисления .
фосфорилаза
Гликоген + Н3РО4
глюкозо-1-фосфат
фосфоглюкомутаза
глюкозо-1-фосфат
глюкозо-6-фосфат
ГЛИКОЛИЗ

25. Энергетический баланс гликогенолиза

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ БАЛАНС ГЛИКОГЕНОЛИЗА
Расход АТФ:
в подготовительной стадии гликогенолиза
затрачивается 1 молекула АТФ на фосфорилирование
фруктозо-6 фосфата.
Образование АТФ:
4 молекулы АТФ образуется в реакциях субстратного
фосфорилирования в процессе окисления двух
молекул фосфотриоз
Суммарно – 3 молекулы АТФ.

26. Регуляция гликогенолиза

РЕГУЛЯЦИЯ ГЛИКОГЕНОЛИЗА
Ключевой фермент (регуляторный) –
гликогенфосфорилаза.
Активаторы: адреналин, глюкагон, норадреналин и др.
Ингибиторы: инсулин, простагландины гр.Е и др.

27.

цАМФ
Адреналин
аденилатциклаза
фосфорилирование
протеинкиназа
//
//
гликогенфосфорилаза
1 молекула адреналина → // →
активация105-107 молекул гликогенфосфорилазы